cold storage
Industrial Refrigeration
Hotline:
0937 565 585
Email:
kholanhhyduc.vn@gmail.com
cold storage
Industrial Refrigeration
0937 565 585
kholanhhyduc.vn@gmail.com
Để tính công suất kho lạnh, cần xác định lượng nhiệt hệ thống phải lấy ra khỏi kho, sau đó tính theo thời gian làm lạnh và điều kiện vận hành. Những nguồn nhiệt cần xem xét gồm nhiệt truyền qua vỏ kho, nhiệt từ hàng hóa, không khí lọt vào khi mở cửa và nhiệt phát sinh bên trong.
Vì vậy, diện tích hoặc thể tích kho chỉ là một phần dữ liệu đầu vào. Hai kho cùng kích thước vẫn có thể cần công suất khác nhau nếu nhiệt độ bảo quản, lượng hàng nhập và lịch xuất hàng khác nhau. Danfoss cũng hướng dẫn xác định tải nhiệt từ hàng hóa, không khí xâm nhập và môi trường trước khi lựa chọn năng lực làm lạnh của thiết bị. Nguồn: Danfoss – Cold rooms.
Bài viết dưới đây giúp doanh nghiệp hiểu cách tính công suất kho lạnh, chuẩn bị thông số cần thiết và đọc kết quả tính toán trước khi lựa chọn hệ thống.
Trong bài viết này, công suất kho lạnh được hiểu là công suất lạnh: khả năng lấy nhiệt ra khỏi kho trong một đơn vị thời gian, thường được thể hiện bằng kW lạnh.
Cần phân biệt ba thông số:
| Thông số | Ý nghĩa | Đơn vị thường gặp |
|---|---|---|
| Công suất lạnh | Tốc độ hệ thống lấy nhiệt ra khỏi kho | kW lạnh |
| Công suất điện | Tốc độ hệ thống sử dụng điện tại thời điểm vận hành | kW điện |
| Điện năng tiêu thụ | Lượng điện sử dụng trong một khoảng thời gian | kWh |
Ví dụ, một hệ thống có công suất lạnh 10 kW không đồng nghĩa với việc tiêu thụ 10 kWh điện mỗi giờ. Điện năng thực tế còn phụ thuộc hiệu suất thiết bị, tải vận hành, quạt, điện trở xả đá và thời gian hoạt động.
Tương tự, không nên quy đổi trực tiếp số HP của máy nén thành công suất lạnh bằng một hệ số cố định cho mọi loại kho.
Trước khi thiết kế kho lạnh theo tải nhiệt, cần thu thập các thông tin sau:
| Nhóm dữ liệu | Thông tin cần cung cấp |
|---|---|
| Kích thước kho | Chiều dài, chiều rộng, chiều cao và kích thước cửa |
| Điều kiện lắp đặt | Trong nhà hay ngoài trời, nhiệt độ môi trường, ảnh hưởng nắng |
| Chế độ bảo quản | Nhiệt độ yêu cầu, độ ẩm nếu sản phẩm có yêu cầu riêng |
| Hàng hóa | Loại hàng, tổng lượng tồn kho, lượng nhập mới mỗi ngày |
| Nhiệt độ hàng nhập | Hàng đã làm lạnh hay còn ở nhiệt độ môi trường |
| Thời gian hạ nhiệt | Số giờ cần để hàng đạt nhiệt độ mục tiêu |
| Vỏ kho | Vật liệu, chiều dày panel, cách nhiệt nền, tình trạng cửa |
| Hoạt động xuất nhập | Số lần mở cửa, thời gian mở, phương tiện vận chuyển |
| Tải bên trong | Người làm việc, đèn, quạt và thiết bị phát nhiệt |
| Chế độ vận hành | Lịch xả đá, thời gian làm lạnh hữu ích dự kiến |
Lượng hàng tồn kho và lượng hàng nhập mới mỗi ngày cần được ghi riêng. Chẳng hạn, kho chứa 10 tấn hàng nhưng mỗi ngày chỉ nhập thêm 500 kg sẽ có tải làm lạnh hàng mới khác với kho nhập 5 tấn mỗi ngày.
Khi môi trường xung quanh nóng hơn bên trong, nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào kho.
Công thức truyền nhiệt ổn định cho từng bề mặt:
Q = U × A × ΔT ÷ 1.000
Trong đó:
Q: công suất nhiệt truyền qua bề mặt, đơn vị kW.
U: hệ số truyền nhiệt tổng, đơn vị W/m²·K.
A: diện tích bề mặt, đơn vị m².
ΔT: chênh lệch nhiệt độ giữa hai phía, đơn vị K hoặc chênh lệch °C.
Cần tính riêng các bề mặt có điều kiện khác nhau. Nền tiếp xúc đất, tường giáp phòng điều hòa và trần chịu nắng không nhất thiết sử dụng cùng nhiệt độ phía ngoài.
Hệ số U cần lấy theo cấu tạo thực tế; không nên xác định chỉ từ tên gọi “panel cách nhiệt”.
Với hàng được hạ nhiệt nhưng không chuyển pha đông đặc, nhiệt lượng có thể tính theo:
E hàng = m × c × (T nhập − T mục tiêu) ÷ 3.600
Trong đó:
E hàng: nhiệt lượng cần lấy ra, đơn vị kWh nhiệt.
m: khối lượng hàng, đơn vị kg.
c: nhiệt dung riêng của sản phẩm, đơn vị kJ/kg·K.
T nhập, T mục tiêu: nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cần đạt.
Nếu sản phẩm phải đông lạnh, phép tính cần bổ sung nhiệt chuyển pha và phần hạ nhiệt sau đông. Bao bì, khay hoặc pallet nhập cùng hàng cũng có thể tạo thêm tải.
Không khí bên ngoài đi vào mang theo cả nhiệt và hơi ẩm. Tải này phụ thuộc kích thước cửa, thời gian mở, chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm và biện pháp hạn chế trao đổi khí.
Một kho xuất nhập hàng liên tục có thể cần công suất khác đáng kể so với kho chỉ mở cửa vài lần mỗi ngày, dù thể tích và nhiệt độ cài đặt giống nhau.
Khi tính tải nhiệt kho lạnh, cần xem xét người làm việc, đèn, quạt dàn lạnh, thiết bị vận chuyển và phần nhiệt xả đá đi vào không gian lạnh.
Rau quả tươi còn có nhiệt hô hấp. Tải này liên quan đến loại sản phẩm, nhiệt độ và lượng hàng đang lưu trữ. Tài liệu kỹ thuật Heatcraft phân biệt tải truyền nhiệt, trao đổi không khí, hàng hóa và tải bổ sung khi lập bảng tính. Nguồn: Heatcraft – Engineering Manual.
Một cách lập bảng tính là quy đổi các nguồn nhiệt về kWh nhiệt/ngày, sau đó cộng lại:
E tổng = E vỏ kho + E hàng + E không khí + E nội bộ + E khác
Từ đó:
Q yêu cầu = E tổng × (1 + r) ÷ t
Trong đó:
Q yêu cầu: công suất lạnh cần thiết, đơn vị kW.
E tổng: tổng nhiệt lượng cần lấy ra trong ngày, đơn vị kWh nhiệt/ngày.
r: tỷ lệ dự phòng được lựa chọn theo hồ sơ tính toán.
t: số giờ làm lạnh hữu ích dự kiến trong ngày.
Không cộng trực tiếp một giá trị kW với một giá trị kWh/ngày. Các thành phần phải được quy đổi về cùng cơ sở trước khi tổng hợp.
Số giờ làm lạnh hữu ích cũng không mặc định là 24 giờ. Cần tính đến xả đá và chế độ vận hành. Heatcraft sử dụng cách chia tải nhiệt ngày cho thời gian chạy dự kiến để xác định công suất lựa chọn. Nguồn: Heatcraft – Engineering Manual.
Lưu ý: Kết quả theo ngày phải được kiểm tra thêm với tải cao điểm. Nếu hàng cần hạ nhiệt trong vài giờ, chỉ đáp ứng tổng nhiệt lượng ngày chưa đủ để chứng minh hệ thống đáp ứng tiến độ đó.
Dưới đây là ví dụ giả định để minh họa cách tính, không phải định mức áp dụng cho mọi kho có cùng kích thước.
Giả sử doanh nghiệp có:
Kích thước kho: 5 × 4 × 3 m, tương đương 60 m³.
Nhiệt độ bảo quản: 2°C.
Lượng hàng nhập mới: 1.000 kg/ngày.
Nhiệt độ hàng nhập: 20°C.
Nhiệt dung riêng giả định: 3,7 kJ/kg·K.
Hàng không chuyển pha trong quá trình làm lạnh.
Thời gian làm lạnh hữu ích dự kiến: 18 giờ/ngày.
E hàng = 1.000 × 3,7 × (20 − 2) ÷ 3.600 = 18,5 kWh nhiệt/ngày
Giá trị nhiệt dung riêng trong ví dụ chỉ là giả định. Khi tính cho công trình, cần dùng dữ liệu phù hợp với sản phẩm thực tế.
Giả sử các thành phần còn lại đã được tính riêng và cho kết quả:
| Thành phần | Nhiệt lượng giả định |
|---|---|
| Truyền nhiệt qua vỏ kho | 24 kWh nhiệt/ngày |
| Hạ nhiệt hàng nhập | 18,5 kWh nhiệt/ngày |
| Không khí xâm nhập | 12 kWh nhiệt/ngày |
| Người, đèn, quạt và các tải khác | 8 kWh nhiệt/ngày |
| Tổng cộng | 62,5 kWh nhiệt/ngày |
Các số 24, 12 và 8 là dữ liệu minh họa, không được suy ra chỉ từ thể tích 60 m³.
Giả sử dùng dự phòng 10% trong ví dụ:
Q yêu cầu = 62,5 × 1,10 ÷ 18 ≈ 3,82 kW lạnh
Như vậy, kết quả sơ bộ theo cân bằng nhiệt ngày là 3,82 kW lạnh.
Tuy nhiên, nếu 1.000 kg hàng phải được hạ nhiệt trong 4 giờ, riêng tải hàng đã tương đương:
Q hàng = 18,5 ÷ 4 ≈ 4,63 kW
Lúc đó còn phải cộng các tải đồng thời khác. Ví dụ này cho thấy thời gian hạ nhiệt có thể làm thay đổi đáng kể kết quả tính công suất kho lạnh.
Ngoài cân bằng nhiệt, khả năng đạt nhiệt độ tâm sản phẩm còn phụ thuộc cách xếp hàng, bao bì và luồng gió.
Sau khi xác định công suất yêu cầu, cần đối chiếu năng lực thiết bị tại điều kiện vận hành của công trình.
Những thông số cần kiểm tra gồm:
Nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ ngưng tụ.
Môi chất lạnh sử dụng.
Công suất máy nén tại điểm làm việc.
Công suất, lưu lượng gió và chế độ xả đá của dàn lạnh.
Khả năng giải nhiệt của dàn ngưng.
Khả năng điều chỉnh khi tải giảm.
Không nên mặc định nhiệt độ bay hơi bằng nhiệt độ không khí trong kho. Đây là hai thông số khác nhau.
Danfoss cho biết việc tính và chọn linh kiện bằng Coolselector®2 dựa trên các điều kiện như công suất lạnh, môi chất, nhiệt độ bay hơi và ngưng tụ. Vì vậy, khi chọn máy nén kho lạnh, cần đọc bảng công suất đúng điều kiện thay vì chỉ nhìn số HP hoặc tên model. Nguồn: Danfoss – Coolselector®2.
Cách này có thể phục vụ ước tính ban đầu nếu biết rõ điều kiện áp dụng. Tuy nhiên, nó không phản ánh đầy đủ tải hàng, thời gian hạ nhiệt và hoạt động mở cửa.
Giữ hàng đã đông ở nhiệt độ yêu cầu khác với làm đông hàng mới. Khi tính công suất thiết kế kho lạnh, cần xác định đúng nhiệm vụ ngay từ đầu.
Cùng khối lượng nhưng hàng đã được làm mát trước sẽ có tải nhiệt khác với hàng nhập trực tiếp từ môi trường bên ngoài.
Dư công suất không tự động đồng nghĩa với vận hành hiệu quả. Nếu hệ thống điều khiển không phù hợp, thiết bị có thể đóng ngắt thường xuyên và khó duy trì điều kiện bảo quản ổn định.
Muốn dự toán tiền điện, cần dữ liệu công suất điện và lịch vận hành. Không lấy trực tiếp kW lạnh nhân số giờ để kết luận điện năng sử dụng.
Không thể xác định chính xác chỉ từ 100 m³. Cần biết nhiệt độ bảo quản, lượng hàng nhập, nhiệt độ hàng đầu vào, thời gian hạ nhiệt, cách nhiệt và lịch mở cửa.
Không nhất thiết. Kho ít hàng nhưng nhận hàng nóng hoặc mở cửa liên tục vẫn có thể có tải nhiệt lớn. Cần đánh giá cả hàng hóa và điều kiện khai thác.
Không nên áp dụng trực tiếp. Thiết bị phải phù hợp với nhiệt độ làm việc, chế độ xả đá và yêu cầu vận hành của kho.
Có. Đặc biệt khi tăng lượng hàng chưa làm lạnh hoặc rút ngắn thời gian hạ nhiệt, cần kiểm tra lại tải và năng lực hệ thống.
Có thể dùng Excel để tổng hợp dữ liệu và kiểm tra công thức. Độ tin cậy vẫn phụ thuộc thông số đầu vào, cách xác định tải và việc đối chiếu năng lực thiết bị tại điều kiện thực tế.
Để trao đổi về thiết kế kho lạnh, doanh nghiệp nên chuẩn bị kích thước dự kiến, loại hàng, lượng nhập mỗi ngày, nhiệt độ đầu vào và thời gian cần đạt nhiệt độ bảo quản. Đây là cơ sở để thảo luận phương án tính công suất kho lạnh phù hợp với nhu cầu sử dụng.
CÔNG TY KỸ THUẬT KHO LẠNH HY ĐỨC
Địa chỉ: Số 35/20 Nguyễn Qúy Anh, Phường Tân Sơn Nhì, Thành Phố Hồ Chí Minh
Email: kholanhhyduc.vn@gmail.com
Website: KHOLANHHYDUC.COM
Hotline: 0937.565.585
